SolidWorks軟體中基於剩留毛坯的加工工藝簡介

作為現代先進位造技術之一的計算機輔助加工(CAM)技術正被越來越多的製造業企業所重視和採用。SolidWorks是由美國開發的一種CAM軟體，由於其具有突出的技術優勢而被廣泛應用於航空、航天、汽車、模具、家電、玩具、軍工、醫藥等行業。本文擬對SolidWorks軟體中的一項重要技術———基於剩留毛坯的加工及其主要功能作一簡要介紹。

2 基於剩留毛坯的加工技術簡介

技術特點

在SolidWorks軟體中，一旦指定初始毛坯，並將加工方式設定為基於剩留毛坯的方式，系統就總是在上一步工序加工后的剩留毛坯基礎上計算下一步工序的刀具軌跡。此外，由於有了當前毛坯信息，系統可對隨後產生的刀具軌跡進行自動優化和動態加工模擬，並分析最終零件與當前毛坯的差別，同時可用彩色雲圖表示出來。

主要功能

SolidWorks軟體中基於剩留毛坯的加工技術具有以下主要功能：
在SolidWorks軟體系統中，用戶可通過包容矩形框定義長方體、任意柱體以及基於零件外形的任意形狀的毛坯。圖1所示為定義的長方體毛坯。

定義初始毛坯信息

自動生成下序加工刀具軌跡

SolidWorks軟體系統總是在上一步工序加工后剩留毛坯(如圖2)信息的基礎上計算下一步加工的刀具軌跡。

利用剩留毛坯信息優化刀具軌跡

SolidWorks軟體系統可根據剩留毛坯信息有效查找和去除在生成的下一道工序刀具軌跡中可能存在的空行程，如圖3所示。
SolidWorks軟體系統可根據剩留毛坯信息自動進行刀具運動干涉檢驗，可查出刀具快速移動時或在加工過程中可能與工件發生的碰撞。如存在快速移刀運動干涉，系統將自動沿Z軸回到安全高度后再平行移刀；如果刀具(含刀柄)在加工時與工件發生干涉，系統在加工到最大可加工位置后將不再執行當前刀軌，轉而繼續計算其它刀軌，同時系統可自動分割刀具軌跡並建議採用新的刀具進行加工，從而避免出現因運動干涉而使某些區域未能加工到的現象。
SolidWorks軟體系統可根據剩留毛坯信息自動平衡刀具載荷。刀具載荷分佈的均勻性及穩定性是保證刀具工作壽命和加工效率的重要因素。此外，恆定的刀具載荷也是高速銑削的基本要求之一。SolidWorks軟體系統可根據剩留毛坯信息計算切削體積和切削角度，並對切削速度進行合理調整：當刀具載荷較大時，降低切削速度；當刀具載荷較小時，則提高切削速度。系統還可根據毛坯厚度自動採用分層加工方式以降低刀具載荷。如圖4所示，系統在計算左側刀軌時發現左側加工余量較大，如採用單層加工產生的切削載荷較大，此時系統可根據相關加工參數自動將刀軌分解為多層加工方式，使每層加工的切削載荷均勻、穩定。這種處理方式可避免因切削余量較大而降低切削速度，尤其適用於高速銑削加工。

自動生成清根刀軌

在進行精加工前後，SolidWorks軟體系統可根據剩留毛坯信息自動運行清根程序計算出清根刀軌。系統首先根據當前刀具尺寸(其直徑須小於上一工序刀具)計算出需要進行清根加工的區域(見圖5)，然後對該區域進行斜率分析，將待加工區域分為水平區域和垂直區域，垂直區域採用螺旋方式加工，水平區域則採用水平環切方式加工(見圖6)。